CN105329320A - 一种车身前碰力传递结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车身前碰力传递结构，包括前纵梁本体（1）、前纵梁侧盖板（2）、前挡板外横梁（3）、前挡板本体（4）、前挡板连接板（5）、A柱内板（6）、加强支架（7）和A柱加强板（8）；工作时，车身前方碰撞力通过前纵梁本体（1）和前纵梁侧盖板（2）向后传递，传递到已经向左右两侧延伸的前挡板外横梁（3）上，同时通过左右对应支撑的前挡板连接板（5）实现X向向Y向过渡，将碰撞力传递到侧围A柱加强板（8）预先设计焊接的加强支架（7），最终实现从前向后的碰撞力在传力路径上的传递和吸收。

Description

一种车身前碰力传递结构

技术领域

本发明属于汽车车身结构技术领域，具体涉及一种车身前碰力传递结构。

背景技术

目前，汽车已经成为人们代步的一个重要交通工具，整车安全性和舒适性也越来越多的得到顾客的重视。随着顾客对车身碰撞要求的提高，车身碰撞结构设计开发要求越来越高。一般而言，通过前舱区域溃缩区和乘员舱的刚性区设计来满足前碰吸能和传力要求，达到满足乘员保护要求。随着碰撞法规对汽车安全性要求的进一步提高，如何使车身实现更好的吸能和传力，满足碰撞法规要求，同时如何充分利用车身本身结构设计，进行轻量化车身设计，目前已经成为一个重要的课题。

乘员舱刚性设计是为满足不同方向碰撞力在受力方向上能有效承受和传递，而不会发生车身结构变形，从而有效保护乘员安全。从前碰来看，发动机舱前部结构，特别是前纵梁主要承担着车身变形吸能功能，同时也承担碰撞力从前向后传递的作用。在传统汽车车身前碰传力设计上，前碰力主要是通过前纵梁传递到连接的地板纵梁上，并相应分流到门槛梁和中通道纵梁。有些主机厂在进行车身发盖铰链位置上纵梁设计时，使上纵梁向车头方向延伸并向下弯曲和前纵梁相连接，从而使在前碰时，能够传力到上纵梁位置，达到吸能并且将碰撞力传递到A柱上，起到增加一条有效传力的作用。

综上所述，从前碰传力结构设计角度，充分利用车身自身的结构特点，有必要提出一种更优化的设计方案，增加一条有效传力路径，在不过多增加零件数量或重量的情况下，达到更好满足前碰传力和降低车身重量和成本的目的。

发明内容

为了达到上述目的，本发明设计了一种车身前碰力传递结构，改变了传统的相对单一的传力路径方式，有效增加了一条传递到侧围中部区域的传力路径，能够使前碰撞力有效传递到侧围上，并且也相应提升车身整体刚度。同时，也可以改善车身材料等级要求，降低成本和重量。

为了达到上述目的，本发明采用了以下方案：

一种车身前碰力传递结构，包括前纵梁总成、前挡板外横梁（3）、前挡板总成和侧围总成，其特征在于：前挡板外横梁（3）分别向左右两侧延伸并贯穿前纵梁总成后部的整个封闭截面，车身前方碰撞力通过前纵梁总成向后传递到向左右两侧延伸的前挡板外横梁（3）上，再通过前挡板总成中左右对应支撑的前挡板连接板（5）实现纵向向横向过渡，将碰撞力传递到侧围总成，最终实现从前向后的碰撞力在传力路径上的传递和吸收。

进一步，前挡板外横梁（3）向左右两侧延伸到和前挡板总成中的前挡板本体（4）左右平齐。

进一步，前挡板外横梁（3）保持一定的封闭截面梁式结构向左右两侧延伸到和前挡板本体（4）平齐。

进一步，前纵梁总成后部同前挡板外横梁（3）焊接，形成“T”型接头；前挡板外横梁（3）左右两端分别与左右设置的前挡板连接板（5）前部焊接，前挡板连接板（5）后部通过侧围总成中的A柱内板（6）与A柱加强板（8）连接。

进一步，前挡板总成包括焊接连接的前挡板连接板（5）和前挡板本体（4）；前挡板连接板（5）同前挡板外横梁（3）上下焊接边一一对应构成一个很大的重叠区域，并同前挡板本体（4）构成三层板点焊；前挡板连接板（5）前部对应前纵梁总成后部截面中心以提高前挡板连接板（5）的纵向传力效果。

进一步，前挡板连接板（5）是一“U”槽结构，前挡板连接板（5）“U”型槽所对应的前挡板本体（4）相应位置设置有内凹结构筋特征或内凸结构筋特征；前挡板本体（4）的内凹结构筋特征或内凸结构筋特征、前挡板连接板（5）“U”型槽结构和前挡板外横梁（3）一起构成双封闭的“日”字型截面，进一步提升前挡板连接板（5）的横向传力效果。

进一步，侧围总成还包括加强支架（7），加强支架（7）设置在A柱内板（6）的另一侧，与焊接在A柱内板（6）一侧的前挡板连接板（5）相对应；加强支架（7）同A柱加强板（8）焊接在一起。

进一步，加强支架（7）是“几”字型结构，“几”字型结构的顶面同A柱加强板（8）焊接在一起，“几”字型结构的两个支撑面焊接边分别对应前挡板连接板（5）后部同A柱内板（6）的上下两个焊接边位置。

进一步，前挡板连接板（5）同A柱内板（6）的下焊接边位于加强支架（7）通同A柱内板（6）的下焊接边上侧，以确保侧向传力在加强支架（7）内侧。

进一步，前纵梁总成包括前纵梁本体（1）和前纵梁侧盖板（2），前纵梁本体（1）和前纵梁侧盖板（2）焊接成一体。

该车身前碰力传递结构具有以下有益效果：

（1）前挡板外横梁向车身两侧延伸，同前纵梁本体和前纵梁侧盖板本体匹配焊接，首先构成一个强有力的刚性“T”型接头，具有良好的传力性能。

（2）前挡板外横梁两侧延伸，同前挡板连接板对应焊接后，保证并增大了结构截面重叠区域，进一步提升该位置接头刚度和传力效果。

（3）前挡板本体对应前挡板连接板结构截面位置设计“凹”或“凸”型结构筋特征，利用自身结构设计变化，增强传力路径上的结构特性。

（4）侧围A柱加强板增加的“几”字型结构，加强所在区域结构性同时，对应于前挡板连接板传力路径上，实现碰撞力向侧围的有效传递和吸收。

（5）本发明改变了传统的相对单一的传力路径方式，有效增加了一条传递到侧围中部区域的传力路径，能够使前碰撞力有效传递到侧围上，并且也相应提升车身整体刚度。同时，也可以改善车身材料等级要求，降低成本和重量。

附图说明

图1：本发明车身前碰力传递结构的结构示意图；

图2：本发明车身前碰力传递结构左侧的局部放大图；

图3：图2中A-A局部剖面图；

图4：图2中B-B局部剖面图；

图5：图2中C-C局部剖面图；

图6：图2中D-D局部剖面图。

附图标记说明：

1—前纵梁本体；2—前纵梁侧盖板；3—前挡板外横梁；4—前挡板本体；5—前挡板连接板；6—A柱内板；7—加强支架；8—A柱加强板；

X—前后方向，即车身纵向；Y—左右方向，即车身横向；Z—上下方向。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明做进一步说明：

图1至图6示出了一种车身前碰力传递结构，包括前纵梁本体1、前纵梁侧盖板2、前挡板外横梁3、前挡板本体4、前挡板连接板5、A柱内板6、加强支架7和A柱加强板8。前纵梁本体1和相对应的前纵梁侧盖板2焊接成为前纵梁总成，前挡板外横梁3分别向两侧延伸，并贯穿前纵梁本体1同前纵梁侧盖板2构成的前纵梁总成后部的整个封闭截面，并顺应考虑前轮胎包络空间的前挡板本体4匹配贴合。前挡板外横梁3保持一定的封闭截面梁式结构并渐变和前挡板本体4平齐。前纵梁总成的后部和前挡板外横梁3彼此匹配焊接，首先形成一个强有力的“T”型接头。前挡板连接板5前部对应于前纵梁总成的后部位置，前挡板连接板5先同前挡板本体4焊接为前挡板总成。前挡板本体4和前挡板连接板5构成的前挡板总成，同前纵梁本体1、前纵梁侧盖板2和前挡板外横梁3构成的“T”型接头总成，通过前挡板连接板5和前挡板外横梁3上下焊接边对应匹配焊接完成后，保证并增大了从X向（前后向，即纵向）到Y向（左右向，即横向）过渡的结构截面重叠区域，进一步提升了该位置的接头刚度。当A柱内板6同前挡板连接板5后部焊接完成，构成了前舱区域的车身结构传力路径。为了保证该传力路径上的碰撞力有效传到侧围上，在前挡板连接板5后部同A柱内板6焊接边对应的另一侧位置上增加了一个“几”字型结构的加强支架7。该加强支架7属于侧围总成，加强支架7底面首先同A柱加强板8焊接一起，先保证加强支架7和侧围总成的局部结构性要求。加强支架7两个支撑面焊接边对应前挡板连接板5后部同A柱内板6的焊接边位置。根据实际情况需要，可以采用A柱内板6开孔烧焊，A柱内板6开设相应焊接工艺过孔或采用螺栓安装方式实现联接，完成整个传力路径设计。

本发明主要为一种车身前碰传力结构，同时对于前舱后部整体刚度也有一定提升作用。工作时，车身前方碰撞力通过前纵梁本体1和前纵梁侧盖板2向后传递，传递到已经向两侧延伸的前挡板外横梁3上，同时通过对应支撑的前挡板连接板5实现X向向Y向过渡，将碰撞力传递到侧围A柱加强板8预先设计焊接的加强支架7，最终实现从前向后的碰撞力在传力路径上的传递和吸收，如图1所示。

这种车身前碰传力结构方案主要可分为三个结构区域：一、前纵梁本体1、前纵梁侧盖板2和前挡板外横梁3端部构成的“T”型接头结构；二、前挡板连接板5、前挡板本体4和强挡板外横梁3所构成的实现从X向过渡到Y向的封闭梁结构；三、侧围A柱加强板8同加强支架7焊接形成的侧围总成局部刚度结构。

第一个结构区域如图3所示，前纵梁本体1先和前纵梁侧盖板2焊接一体成前纵梁总成，在前纵梁总成根部同前挡板外横梁3实现Z向（上下方向）上下三处匹配焊接，再同前挡板本体4和前挡板连接板5构成的前挡板总成对应焊接。前挡板连接板5同前挡板外横梁3上下焊接边一一对应，并同前挡板本体4构成三层板点焊。从剖面图图3上可以看出，前挡板连接板5对应前纵梁总成后部截面中心，同时和前挡板外横梁3构成一个很大的重叠结构，实现了碰撞力从X向过渡到Y向的有效传递。

第二个结构区域如图4所示。前挡板连接板5是一“U”型槽结构，前挡板连接板5自身所构成的“U”型槽所对应的前挡板本体4相应位置设计出内凹结构筋特征或内凸结构筋特征，主要目的是通过前挡板本体4相应结构变化，增强传力路径上的结构特性。也即通过前挡板本体4在前挡板连接板5“U”型截面走向方向设计内凹结构筋或内凸结构筋，并同前挡板外横梁3一起构成双封闭的“日”字型截面，进一步提升前挡板连接板5的横向传力效果。

第三个结构区域如图5和图6所示。主要目的是提升碰撞力传递到侧围上时承受碰撞力区域的结构刚性。从图5和图6可以看出，A柱的加强支架7对应前挡板连接板5位置，并且前挡板连接板5Z向方向上焊接边同加强支架7焊接边对应焊接，前挡板连接板5下焊接边位于加强支架7下焊接边上侧，确保侧向传力在加强支架7内侧。

本发明具有以下优点：

1、前挡板外横梁向车身两侧延伸，同前纵梁本体和前纵梁侧盖板本体匹配焊接，首先构成一个强有力的刚性“T”型接头，具有良好的传力性能。

2、前挡板外横梁两侧延伸，同前挡板连接板对应焊接后，保证并增大了结构截面重叠区域，进一步提升该位置接头刚度和传力效果。

3、前挡板本体对应前挡板连接板结构截面位置设计“凹”或“凸”型结构筋特征，利用自身结构设计变化，增强传力路径上的结构特性。

4、侧围A柱加强板增加的“几”字型结构，加强所在区域结构性同时，对应于前挡板连接板传力路径上，实现碰撞力向侧围的有效传递和吸收。

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种车身前碰力传递结构，包括前纵梁总成、前挡板外横梁（3）、前挡板总成和侧围总成，其特征在于：前挡板外横梁（3）分别向左右两侧延伸并贯穿前纵梁总成后部的整个封闭截面，车身前方碰撞力通过前纵梁总成向后传递到向左右两侧延伸的前挡板外横梁（3）上，再通过前挡板总成中左右对应支撑的前挡板连接板（5）实现纵向向横向过渡，将碰撞力传递到侧围总成，最终实现从前向后的碰撞力在传力路径上的传递和吸收。

2.根据权利要求1所述的车身前碰力传递结构，其特征在于：前挡板外横梁（3）向左右两侧延伸到和前挡板总成中的前挡板本体（4）左右平齐。

3.根据权利要求1或2所述的车身前碰力传递结构，其特征在于：前纵梁总成后部同前挡板外横梁（3）焊接，形成“T”型接头；前挡板外横梁（3）左右两端分别与左右设置的前挡板连接板（5）前部焊接，前挡板连接板（5）后部通过侧围总成中的A柱内板（6）与A柱加强板（8）连接。

4.根据权利要求3所述的车身前碰力传递结构，其特征在于：前挡板总成包括焊接连接的前挡板连接板（5）和前挡板本体（4）；前挡板连接板（5）同前挡板外横梁（3）上下焊接边一一对应构成一个很大的重叠区域，并同前挡板本体（4）构成三层板点焊；前挡板连接板（5）前部对应前纵梁总成后部截面中心以提高前挡板连接板（5）的纵向传力效果。

5.根据权利要求4所述的车身前碰力传递结构，其特征在于：前挡板连接板（5）是一“U”槽结构，前挡板连接板（5）“U”型槽所对应的前挡板本体（4）相应位置设置有内凹结构筋特征或内凸结构筋特征；前挡板本体（4）的内凹结构筋特征或内凸结构筋特征、前挡板连接板（5）“U”型槽结构和前挡板外横梁（3）一起构成双封闭的“日”字型截面，进一步提升前挡板连接板（5）的横向传力效果。

6.根据权利要求1至5任一所述的车身前碰力传递结构，其特征在于：侧围总成还包括加强支架（7），加强支架（7）设置在A柱内板（6）的另一侧，与焊接在A柱内板（6）一侧的前挡板连接板（5）相对应；加强支架（7）同A柱加强板（8）焊接在一起。

7.根据权利要求6所述的车身前碰力传递结构，其特征在于：加强支架（7）是“几”字型结构，“几”字型结构的顶面同A柱加强板（8）焊接在一起，“几”字型结构的两个支撑面焊接边分别对应前挡板连接板（5）后部同A柱内板（6）的上下两个焊接边位置。

8.根据权利要求7所述的车身前碰力传递结构，其特征在于：前挡板连接板（5）同A柱内板（6）的下焊接边位于加强支架（7）通同A柱内板（6）的下焊接边上侧，以确保侧向传力在加强支架（7）内侧。

9.根据权利要求1至8任一所述的车身前碰力传递结构，其特征在于：前纵梁总成包括前纵梁本体（1）和前纵梁侧盖板（2），前纵梁本体（1）和前纵梁侧盖板（2）焊接成一体。